专利名称：基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于图像传感器的电子白板技术，尤其涉及一种基于图像传感器的电 子白板的干扰点动态屏蔽方法及装置。
背景技术：
基于图像传感器的电子白板是一种新的触控技术，该技术将传统的显示设备改造 成了具有类似于触摸功能的可交互显示设备。
图1示出了现有技术中的一种基于图像传感器的电子白板，包括投影仪101、图 像传感器102、投影平面103、主机104，其中投影仪101将主机104发送的显示画面投影在 投影平面103上，图像传感器102对投影平面103进行拍摄，将投影平面103上的显示画面 以及投射在投影片面103上的光笔光点的拍摄画面传输至主机104，主机104提取拍摄画面 中的光点，并相应地控制调节投影仪101的显示画面，对光点的动作做出反馈，实现类似触 摸屏的功能。
关于基于图像传感器的电子白板的进一步信息，可以参考2012年3月14日公布 的公布号为CN102375622A的中国专利申请文献。
仍然参考图1，主机104中的定位模块实时分析图像传感器102中光点的位置，并 将该位置映射成投影仪101显示画面的鼠标位置，通过光笔光点的亮灭来实现代替计算机 鼠标操控主机104的功能。但是，在图像传感器102拍摄到的画面105中，投影仪101投影 的影像区域106只占据其中一部分，另外还有很多区域是环境背景。因此，主机104通常 会将影像区域106以外的其他区域屏蔽，仅检测和响应影像区域106范围以内的光点。
一般而言，电子白板通过判断亮斑的大小是否大于某一门限T来判断光笔或者是 用户的手指是否在书写。但是，在环境中可能存在亮度大于门限T的干扰光源，即使使用屏 蔽图片来屏蔽环境背景从而只保留影像区域，干扰光源仍然可能存在于影像区域内，导致 电子白板无法正确识别真正的光笔光斑而无法正常书写。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动态 屏蔽方法及装置，能够动态屏蔽影像区域内的干扰点。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动 态屏蔽方法，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上 呈现显示图像，所述电子白板包括
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区 域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制 光斑；
所述干扰点动态屏蔽方法包括
实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面；
搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的 亮斑；
将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括如果所述影像区域内存在面积大于 所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
根据本发明的一个实施例，搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一 位置持续超过预设时间的亮斑包括
对于侦测到的第一帧画面，将所述影像区域内检测到的各光斑记录在记录数组 中，记录内容包括光斑的位置、面积和第一次出现时刻；
对于后续的每一帧画面，将所述影像区域内侦测到的光斑与所述记录数组中记录 的光斑进行比较，如果新侦测到的第一光斑位置与所述记录数组中已有的第二光斑位置相 同，则将该第二光斑保留在所述记录数组中；如果所述记录数组中已记录的第三光斑与当 前侦测到的任何光斑位置都不匹配，则将该第三光斑从所述记录数组中删除；如果当前侦 测到的第四光斑与所述记录数组中已记录的任何光斑的位置都不匹配，则将该第四光斑插 入所述记录数组中；
搜索所述记录数组中第一次出现时刻距今超过所述预设时间的亮斑。
本发明还提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽装置，所述电 子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述 电子白板包括
用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区 域以及除所述影像区域外的屏蔽区域；
与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制 光斑；
所述干扰点动态屏蔽装置包括
画面侦测模块，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面；
亮斑搜索模块，搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超 过预设时间的亮斑；
亮斑屏蔽模块，将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
根据本发明的一个实施例，所述干扰点动态屏蔽装置还包括
提示模块，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示 用户存在强烈干扰。
根据本发明的一个实施例，所述亮斑搜索模块包括
数组维护单元，对于侦测到的第一帧画面，将所述影像区域内检测到的各光斑记 录在记录数组中，记录内容包括光斑的位置、面积和第一次出现时刻；对于后续的每一帧画 面，将所述影像区域内侦测到的光斑与所述记录数组中记录的光斑进行比较，如果新侦测 到的第一光斑位置与所述记录数组中已有的第二光斑位置相同，则将该第二光斑保留在所 述记录数组中；如果所述记录数组中已记录的第三光斑与当前侦测到的任何光斑位置都不 匹配，则将该第三光斑从所述记录数组中删除；如果当前侦测到的第四光斑与所述记录数组中已记录的任何光斑的位置都不匹配，则将该第四光斑插入所述记录数组中；
搜索单元，搜索所述记录数组中第一次出现时刻距今超过所述预设时间的亮斑。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明实施例的干扰点动态屏蔽方法，在图像传感器的伽马值为常规值状态下， 实时侦测图像传感器拍摄到的连续多帧画面，如果在影像区域内存在面积小于预设面积 门限的亮斑，而且该亮斑在同一位置持续超过预设时间，则将与该亮斑相同位置、相同面积 的区域添加至屏蔽区域，从而将电子白板过程中动态出现的干扰点屏蔽。
图1是现有技术中一种基于图像传感器的电子白板的结构示意图2是本发明实施例的基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽方法的流 程不意图3示出了本发明实施例的静态屏蔽过程的流程示意图4示出了本发明实施例的动态屏蔽过程的流程示意图5至图8示出了本发明实施例的干扰点动态屏蔽方法中图像传感器在各步骤拍 摄到的画面示意图9是本发明实施例的干扰点动态屏蔽装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保 护范围。
本实施例中，基于图像传感器的电子白板通常可以配置为与显示设备配合使用， 该显示设备在显示平面上呈现显示图像，该电子白板包括用于拍摄所述显示平面的图像 传感器，该图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及影像区域以外的屏蔽区域；与显示 设备和图像传感器相连的控制部件，仅仅定位影像区域内的控制光斑，而对影像区域以外 的屏蔽区域内的操作并不进行响应。
其中，显示设备可以是各种液晶(IXD)屏、发光二极管(LED)屏、等离子显示器或 者投影仪等。图像传感器可以采用各种常规的摄像头来实现，具体可以是CCD、CM0S等各种 类型的图像传感器，其分辨率例如可以是640*480，但并不限于此。控制部件可以是个人计 算机(电脑)、专用的控制器或者采用可编程硬件或专用集成电路等实现。另外，该电子白板 还可以包括红外光笔、光膜或用于产生光膜的部件等设备。
例如，该电子白板可以是背景技术中所描述的电子白板，或者是背景技术中所引 用的专利文献中的电子白板。
作为一个非限制性的例子，影像区域可以采用如下方式来确定驱动显示设备在 显示平面上全屏显示第一颜色，驱动光学传感器拍摄显示平面的画面，并将其保存为第一 图片；驱动显示设备在显示平面上全屏显示第二颜色，驱动光学传感器拍摄显示平面的画 面，并将其保存为第二图片，第二颜色与第一颜色具有不同的亮度；将第一图片和第二图片 转换为灰度图片，分别生成第一图片和第二灰度图片；对第一灰度图片和第二灰度图片进 行差分运算，得到差分图片；将差分图片中像素值大于等于预设门限的像素设定为目标像素，有连续的目标像素存在的区域确定为目标区域；将面积小于预设面积的目标区域消除； 在剩余的目标区域中选择保留面积最大的一个确定为影像区域；填补影像区域内部的空 洞。在图像传感器拍摄的画面中，影像区域以外的其他区域则可以确定为是屏蔽区域。
参考图2，本实施例基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽方法包括以下 步骤
步骤S21，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面；
步骤S22，搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预 设时间的亮斑；
步骤S23，将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
进一步而言，步骤S22具体包括维护记录数组A，对于侦测到的第一帧画面，将影 像区域内检测到的各光斑记录在记录数组A中，记录的内容包括光斑的位置、面积和第一 次出现时刻；对于后续的每一帧画面，将影像区域内侦测到的光斑与记录数组A中记录的 光斑进行比较，如果新侦测到的第一光斑位置与记录数组A中已有的第二光斑位置相同， 则将该第二光斑保留在记录数组A中；如果记录数组A中已记录的第三光斑与当前侦测到 的任何光斑位置都不匹配，则将该第三光斑从记录数组A中删除；如果当前侦测到的第四 光斑与记录数组A中已记录的任何光斑的位置都不匹配，则将该第四光斑插入记录数组A 中；在维护记录数组的同时，搜索记录数组中第一次出现时刻距今超过预设时间的亮斑，该 亮斑被认为是干扰点，后续将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至屏蔽区域。
其中，预设面积门限可以是用户根据实际情况预先设定的，其通常是以像素为单 元的，例如可以是40个像素。预设时间也是用户根据实际情况预先设定的，例如可以是15 秒。在检测到影像区域内存在面积大于预设面积门限的亮斑时，还可以提示用户存在强烈 干扰。
上述整个动态屏蔽过程是伴随电子白板的正常工作而实时进行的，整个过程并不 会对电子白板的正常显示参数造成影响。此外，在电子白板刚启动时，或者由用户发出的指 令触发，还可以进行干扰点的静态屏蔽，静态屏蔽具体可以包括以下步骤
步骤a，驱动所述显示设备在所述显示平面上全屏显示检测背景，所述检测背景的 亮度低于所述控制光斑的亮度；
步骤b，驱动所述图像传感器对所述显示平面上显示的检测背景进行拍摄；
步骤C，对所述图像传感器拍摄画面中的影像区域进行分析，将亮度大于预设亮度 门限的干扰区域添加至所述屏蔽区域。
在步骤a中，还可以同时将图像传感器的伽马值调小，以使得潜在的干扰点能够 更容易暴露出来。需要说明的是，此处“调小”是相对概念，并非特指某一确定的范围，具体 指的是调节图像传感器的伽马值，使其小于电子白板正常工作时图像传感器伽马值的常规值。
在步骤c中，预设亮度门限通常可以是控制光斑的亮度上限，即正常使用时，光笔 的光斑的最大亮度或者手指反射光斑的最大亮度。
静态屏蔽针对的是电子白板工作环境中静态存在的一些干扰源，在静态屏蔽过程 中是禁止用户使用光笔进行操作的，即假定影像区域内不会出现正常的控制光斑。
该静态屏蔽过程可以在电子白板启动初始化时进行，也可以是在启动后由用户的指令触发而进行。由于在实际的应用场景中，干扰光斑可能是在不停闪烁的，因而干扰区域 的亮度以及大小是不断变化的，因此在一次静态屏蔽过程中，干扰区域有可能恰好处于亮 度最暗、面积最小的状态，导致添加的屏蔽区域比实际的干扰区域尺寸小，不能够完全彻底 地屏蔽干扰点。鉴于此种情况，在一优选的实施例中，在一次静态屏蔽过程中，可以重复步 骤b和c多次，以保证能够充分、完全地将干扰点屏蔽。
下面参考图3和图4，采用一实例对上述干扰点动态屏蔽方法进行详细说明。
首先结合图3、图5和图6，在步骤S301处，开始静态屏蔽，例如可以是电子白板 启动时开始，或者用户手动操作启动静态屏蔽功能时开始。
之后在步骤S302处，显示设备显示全屏高亮背景，并将处理次数累加器K复零。其 中，高亮背景的亮度需要低于控制光斑的亮度。在本步骤中，还可以将图像传感器的伽马值 调小，以便暴露潜在的全部干扰源。
在步骤S303处，在影像区域51内搜索亮度大于预设亮度门限T的干扰区域52。
之后执行步骤S304，对找到的干扰区域52的面积进行判断，如果大于预设面积门 限S，则跳转至步骤S309，提示用户存在严重干扰，禁止光笔操作，并进而前进至步骤S310， 退出本次静态屏蔽过程。
如果步骤S304处的判断结果为否，则执行步骤S305，将干扰区域52添加到原有的 屏蔽区域50中。在实际使用中，屏蔽区域的位图可以和图像传感器实时拍摄到的画面做逻 辑与运算，以此来实现屏蔽功能。
之后执行步骤S306，处理次数累加器K的值递增I。接下来执行步骤S307，判断 K是否大于需要处理的次数上限N，如果是，则表示已经执行完毕，前进至步骤S308，退出静 态屏蔽；否则表示还未执行完毕，返回至步骤S303，继续寻找干扰区域。
之后结合图4、图7和图8对动态屏蔽过程进行详细说明。
在静态屏蔽结束后，可以将图像传感器的伽马值恢复到常规值，电子白板开始正 常使用，即允许用户采用光笔或者其他工具进行操作。在电子白板正常工作过程中，实时进 行动态屏蔽的操作。
在步骤S401处，动态屏蔽开始。
在步骤S402处，将记录数组A清空，将其中每个元素单元的匹配标志置位FALSE。
之后执行步骤S403，实时侦测影像区域中的光斑53，将结果保存为列表B。
之后执行步骤S404，判断列表B中是否存在面积大于门限面积S的光斑，如果是， 则转至步骤S409，提示用户存在强烈干扰，进而前进至步骤S410，结束。
如果步骤S404中的判断结果为否，则前进至步骤S405，将列表B中的每个元素与 记录数组A中的元素进行位置相关匹配，如果匹配成功，则表示该位置的光斑持续存在，将 记录数组A中对应的元素单元的匹配标志置为TRUE，并将匹配的光点从列表B中移除。
之后执行步骤S406，将记录数组A中匹配标志位FALSE的元素单元移除。
接下来执行步骤S407，将列表B中剩下的元素单元作为新的光斑加入至记录数组 A中，并记录生成的时刻、位置、面积等信息。
在步骤S408处，寻找记录数组A中保存的距目前时刻超过15s的光斑53，将与光 斑53位置、面积相同的区域添加至屏蔽区域50中，之后返回至步骤S403，继续进行侦测。
需要说明的是，以上仅是一个非限制性的例子，在其他实施例中还可以采用如下方式进行动态屏蔽建立数组A，用于记录光斑的位置、大小以及第一次出现的时刻；第一 次动态屏蔽操作时，将检测到的光斑的位置、尺寸以及出现时刻记录在数组A中；在第二次 动态屏蔽操作时，将新检测到的光斑位置与数组A中记录的光斑位置进行匹配，如果存在 位置相同的光斑，则将其保留在数组A中；如果数组A中的某一单元记录的光斑位置与当 前检测到的任何光斑位置都不匹配，则将该数据单元删除；如果新检测到的光斑与数据A 中的任何数据单元的位置都不匹配，则将该光斑的位置、面积、第一次出现时刻插入至数组 A中；如此往复，如果数组A中记录的光斑有超过预设时间(例如15s)的，且其面积小于预 设面积门限，则将与该光斑位置、面积相同的区域添加到屏蔽区域内，从而将该干扰光斑屏 蔽。如果发现有光斑面积大于预设面积门限，责提示用户干扰严重，并禁用光笔操作。
在以上所述的实例中，动态屏蔽和静态屏蔽是结合使用的，但是本领域技术人员 应当理解，以上所述的动态屏蔽方法也可以单独实施，即，并不执行静态屏蔽而单独执行动 态屏蔽。例如，在电子白板开机时并不进行静态屏蔽，仅是在电子白板正常工作过程中伴随 执行动态屏蔽。
参考图9，本实施例的干扰点动态屏蔽装置包括画面侦测模块51、亮斑搜索模块 52、亮斑屏蔽模块53、提示模块54。
其中，画面侦测模块51实时侦测图像传感器拍摄的连续多帧画面；亮斑搜索模块 52搜索影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的亮斑；亮斑 屏蔽模块53将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域；如果所述影像区 域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示模块54提示用户存在强烈干扰。
进一步而言，亮斑搜索模块52可以包括数组维护单元和搜索单元。数组维护单元 对于侦测到的第一帧画面，将所述影像区域内检测到的各光斑记录在记录数组中，记录内 容包括光斑的位置、面积和第一次出现时刻；对于后续的每一帧画面，将所述影像区域内侦 测到的光斑与所述记录数组中记录的光斑进行比较，如果新侦测到的第一光斑位置与所述 记录数组中已有的第二光斑位置相同，则将该第二光斑保留在所述记录数组中；如果所述 记录数组中已记录的第三光斑与当前侦测到的任何光斑位置都不匹配，则将该第三光斑从 所述记录数组中删除；如果当前侦测到的第四光斑与所述记录数组中已记录的任何光斑的 位置都不匹配，则将该第四光斑插入所述记录数组中；搜索单元搜索所述记录数组中第一 次出现时刻距今超过所述预设时间的亮斑。
关于图9所示的干扰点动态屏蔽装置的更详细的工作过程可以参见前述图2至图 8及相关描述，这里不再赘述。
图9所示的装置可以采用软件程序的方式实现，或者也可以采用可编程硬件或者 专用集成电路(ASIC)的方式来实现。该装置可以集成在显示设备内，例如采用专用集成 电路的方式集成在投影仪中；也可以采用软件程序的方式集成在电子白板中的主机104内 (图1)。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽方法，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括 用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域； 与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑； 其特征在于，所述干扰点动态屏蔽方法包括 实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面； 搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的亮斑； 将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
2.根据权利要求1所述的干扰点动态屏蔽方法，其特征在于，还包括如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
3.根据权利要求1所述的干扰点动态屏蔽方法，其特征在于，搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的亮斑包括 对于侦测到的第一帧画面，将所述影像区域内检测到的各光斑记录在记录数组中，记录内容包括光斑的位置、面积和第一次出现时刻； 对于后续的每一帧画面，将所述影像区域内侦测到的光斑与所述记录数组中记录的光斑进行比较，如果新侦测到的第一光斑位置与所述记录数组中已有的第二光斑位置相同，则将该第二光斑保留在所述记录数组中；如果所述记录数组中已记录的第三光斑与当前侦测到的任何光斑位置都不匹配，则将该第三光斑从所述记录数组中删除；如果当前侦测到的第四光斑与所述记录数组中已记录的任何光斑的位置都不匹配，则将该第四光斑插入所述记录数组中； 搜索所述记录数组中第一次出现时刻距今超过所述预设时间的亮斑。
4.一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽装置，所述电子白板配置为与显示设备配合使用，所述显示设备用于在显示平面上呈现显示图像，所述电子白板包括 用于拍摄所述显示平面的图像传感器，所述图像传感器拍摄到的画面包括影像区域以及除所述影像区域外的屏蔽区域； 与所述显示设备和图像传感器相连的控制部件，用于定位所述影像区域内的控制光斑； 其特征在于，所述干扰点动态屏蔽装置包括 画面侦测模块，实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面； 亮斑搜索模块，搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的亮斑； 亮斑屏蔽模块，将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。
5.根据权利要求4所述的干扰点动态屏蔽装置，其特征在于，还包括 提示模块，如果所述影像区域内存在面积大于所述预设面积门限的亮斑，则提示用户存在强烈干扰。
6.根据权利要求4所述的干扰点动态屏蔽装置，其特征在于，所述亮斑搜索模块包括数组维护单元，对于侦测到的第一帧画面，将所述影像区域内检测到的各光斑记录在记录数组中，记录内容包括光斑的位置、面积和第一次出现时刻；对于后续的每一帧画面，将所述影像区域内侦测到的光斑与所述记录数组中记录的光斑进行比较，如果新侦测到的第一光 斑位置与所述记录数组中已有的第二光斑位置相同，则将该第二光斑保留在所述记录数组中；如果所述记录数组中已记录的第三光斑与当前侦测到的任何光斑位置都不匹配，则将该第三光斑从所述记录数组中删除；如果当前侦测到的第四光斑与所述记录数组中已记录的任何光斑的位置都不匹配，则将该第四光斑插入所述记录数组中； 搜索单元，搜索所述记录数组中第一次出现时刻距今超过所述预设时间的亮斑。
全文摘要
本发明提供了一种基于图像传感器的电子白板的干扰点动态屏蔽方法及装置，该方法包括实时侦测所述图像传感器拍摄的连续多帧画面；搜索所述影像区域内面积小于预设面积门限且在同一位置持续超过预设时间的亮斑；将与该亮斑相同位置、相同面积的区域添加至所述屏蔽区域。本发明能够动态屏蔽影像区域内的干扰点。
文档编号G06F3/042GK103019473SQ201210507699
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者戴欢丰, 徐克 申请人:上海易视计算机科技有限公司